JP2022000878A - 検査装置における接触解除方法法及び検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
アライナ50は、ウェハWが載置される載置部材としてのチャックトップ70を保持して、左右方向(図2のX方向)、前後方向(図2のY方向)及び上下方向(図2のZ方向)移動させるものである。このアライナ50により、チャックトップ70に載置されたウェハWと後述のプローブカードのプローブとの位置合わせを行うことができる。なお、アライナ50には、後述のプローブカードを撮像するカメラ50aが設けられている。
カメラ60の撮像結果とアライナ50に設けられたカメラ50aの撮像結果は、プローブカードのプローブとチャックトップ70上のウェハWに形成された半導体デバイスの電極との位置合わせに用いられる。
さらに、テスタ40の下方には、ポゴフレーム80とプローブカード90とがそれぞれ1つずつ上側からこの順で設けられている。
カード本体91の上面に設けられた上述の複数の電極パッドはそれぞれ対応するプローブ92と電気的に接続されている。また、検査時には、プローブ92はそれぞれ、ウェハWに形成された半導体デバイスの電極と接触する。したがって、電気的特性検査時には、ポゴピン81、カード本体91の上面に設けられた電極パッド及びプローブ92を介して、テスタマザーボード41とウェハW上の半導体デバイスとの間で、検査にかかる電気信号が送受される。
なお、検査装置1は、ウェハWに形成された複数の半導体デバイスの電気的特性検査を一括で行うために、プローブ92は、カード本体91の下面略全体を覆うように多数設けられている。
ベローズ84からのチャックトップ70の取り外しのために、大気を導入する代わりに不活性ガス等を導入するようにしてもよい。
密閉空間Sを大気圧に戻すために、大気を導入する代わりに不活性ガス等を導入するようにしてもよい。
まず、検査対象のウェハWの搬入と、当該ウェハWとプローブカード90との位置合わせが行われる。
具体的には、搬送装置30等が制御部22により制御され、搬入出領域11のポート20内のカセットCからウェハWが取り出されて、検査領域13内に搬入され、アライナ50に吸着保持されたチャックトップ70上に載置される。次いで、カメラ60でのチャックトップ70上のウェハWの撮像結果とカメラ50aによるプローブ92の撮像結果とに基づいて、アライナ50が、制御部22により制御され、チャックトップ70上のウェハWとプローブ92との水平方向にかかる位置合わせが行われる。
続いて、チャックトップ70をベローズ84に吸着保持させると共に、ウェハWにプローブ92を押圧して接触させる。
具体的には、例えば、チャックトップ70を吸着保持したアライナ50のZステージ53を上昇させることにより、チャックトップ70を上昇させ、ベローズ84の当接部84aとリップシール100とを当接させる。これにより、当接部84aとリップシール100とで囲まれる封止空間Pを形成する。次いで、減圧機構110によって封止空間Pが減圧され、これにより、チャックトップ70がリップシール100を介してベローズ84に吸着保持されると共に、ポゴフレーム80、ベローズ84、リップシール100及びチャックトップ70で囲まれる密閉空間Sが形成される。
当接後も、アライナ50のZステージ53の上昇によるチャックトップ70の上昇を継続させ、チャックトップ70上のウェハWの電極にプローブ92を押圧して接触させる。なお、プローブ92とウェハWの電極との当接後にチャックトップ70を上昇させた量を、以下では「オーバードライブ量」という。次いで、減圧機構130によって密閉空間Sが所定の圧力まで減圧され、チャックトップ70がプローブカード90に引きつけられる。
チャックトップ70とアライナ50のZステージ53との切り離し後、テスタ40からポゴピン81等を介してプローブ92に電気的特性検査用の電気信号が入力され、ウェハWに形成された電子デバイスの電気的特性検査が行われる。
電気的特性検査が完了すると、検査後のウェハWとプローブ92との接触が解除されると共に、検査後のウェハWが載置されたチャックトップ70が、ベローズ84から取り外され、アライナ50に支持される。この工程における、ベローズ84からのチャックトップ70の取り外しを含む、ウェハWとプローブ92との接触を解除する方法(以下、「接触解除・取り外し方法」という。)の詳細については後述する。
その後、検査後のウェハWが搬出される。
具体的には、搬送装置30等が制御部22により制御され、アライナ50に保持されたチャックトップ70上の検査後のウェハWが、検査領域13から搬出され、搬入出領域11のポート20内のカセットCに戻される。
なお、一のテスタ40での検査中、アライナ50によって、他のテスタ40への検査対象のウェハWの搬送や他のテスタ40からの検査後のウェハWの回収が行われる。
具体的には、まず、アライナ50のZステージ53を、ベローズ84に支持されたチャックトップ70の下方の空間に、Xステージ51及びYステージ52によって移動させた後、所定量Δh(例えば100μm)上昇させる。この上昇前後で、アライナ50のZステージ53の上面からチャックトップ70の下面までの距離を変位センサ53aで検出しておき、これら検出結果と、Zステージ53の上昇量すなわち上記所定量Δhとに基づいて、制御部22が、変位センサ53aによる検出値を較正する。変位センサ53aは複数設けられており、上述の較正は変位センサ53a毎に行われる。
具体的には、例えば、制御部22が、アライナ50のZステージ53の上面からチャックトップ70の下面までの距離を複数の変位センサ53aに検出させ、これら検出結果に基づいて、アライナ50のZステージ53とチャックトップ70との相対的な傾きを算出する。そして、制御部22が、算出した上記相対的なの傾きが所定値を超えているか否か判定する。
判定の結果、所定値を超えている場合、すなわち、アライナ50とチャックトップ70とが相対的に傾いている場合(YESの場合)、アライナ50に設けられた傾き調整機構(図示せず)を用いてアライナ50とチャックトップ70との相対的な傾きの調整が行われる(ステップS3)。なお、算出された傾きが所定値を超えていない場合、すなわち、アライナ50とチャックトップ70とが相対的に傾いていない場合(NOの場合)は、ステップS3の傾き調整工程は省略される。
具体的には、アライナ50のZステージ53を上記開放位置まで徐々に上昇させ、Zステージ53の上面を、密閉空間Sを形成しているチャックトップ70の下面に徐々に近づける。上記開放位置は、例えば、変位センサ53aによって検出される、アライナ50のZステージ53の上面からチャックトップ70の下面までの距離Lが、前述のオーバードライブ量OD未満となる位置であり、より具体的には、上記距離Lが60μm以下となる位置であり、より好ましくは、上記距離Lが30μm以下となる位置である。
具体的には、制御部22が、アライナ50に対し設けられた吸着保持機構(図示せず)を制御し、アライナ50のZステージ53によるチャックトップ70の吸着動作を開始させる。ただし、この時点においては、チャックトップ70は、Zステージ53から離間しているため、実際にはZステージ53には吸着保持されない。
具体的には、制御部22が、減圧機構110及び大気開放機構120を制御し、プローブカード90を含むポゴフレーム80、ベローズ84、リップシール100及びチャックトップ70で囲まれる密閉空間Sの減圧を停止し、当該密閉空間Sを排気路83bを介して大気開放する。
このとき、チャックトップ70及びチャックトップ70に載置されているウェハWは、ウェハWに押圧されているプローブ92の反力及び自重により、図7(B)に示すように、下降する。ただし、アライナ50のZステージ53が上記開放位置に位置するため、密閉空間Sを大気開放しても、ウェハWに対するプローブ92の押圧された状態での接触が解除されない程度に、Zステージ53とチャックトップ70とが近接している。したがって、密閉空間Sを大気開放することによって、チャックトップ70の中心周りのモーメントがチャックトップ70に生じても、チャックトップ70は大きく傾かずに、Zステージ53に支持される。
このとき、Zステージ53の下降量は、少なくともオーバードライブ量OD以上であり、例えば200〜500μmである。これにより、ウェハWとプローブ92との押圧された状態での接触を確実に解除することができ、より具体的には、ウェハWとプローブ92とを確実に離間させることができる。
なお、この工程におけるZステージ53の下降量は、プローブカード90の反り等を考慮して設定することが好ましい。
具体的には、制御部22が、減圧機構130及び大気開放機構140を制御し、リップシール100とベローズ84とで囲まれる封止空間Pの減圧を停止させると共に、排気路70aを介して封止空間Pを大気圧に戻す。これにより、リップシール100を介したベローズ84によるチャックトップ70の吸着保持が解除され、チャックトップ70が、ベローズ84から取り外され、アライナ50のZステージ53のみで支持される。
そして、制御部22が、アライナ50のZステージ53を所定の位置まで下降させる。
具体的には、例えば、制御部22が、複数の変位センサ53aでの検出結果に基づいて、アライナ50のZステージ53に保持されたチャックトップ70の、Zステージ53に対する傾きを算出し、算出したチャックトップ70の傾きが所定値を超えているか否か判定する。
判定の結果、所定値を超えている場合、すなわち、チャックトップ70がZステージ53における所望の位置に載置されておらず傾いている場合(YESの場合)、チャックトップ70の位置のリセット動作が行われる(ステップS11)。上記リセット動作は、例えば、Xステージ51及びYステージ52の少なくともいずれか一方を振動させる動作である。なお、算出されたチャックトップ70の傾きが所定値を超えていない場合、すなわち、チャックトップ70が傾いていない場合(NOの場合)は、ステップS11のリセット工程は省略される。
22 制御部
50 アライナ
70 チャックトップ
84 ベローズ
90 プローブカード
92 プローブ
100 リップシール
110 減圧機構
130 減圧機構
S 密閉空間
W ウェハ
Claims (7)
- 基板を検査する検査装置における、検査用のプローブと基板との接触を解除する方法であって、
前記検査装置は、
基板が載置される板状の載置部材と、
前記載置部材を保持し移動させ、前記載置部材に載置された基板と前記プローブとの位置合わせを行うように構成された位置合わせ機構と、
前記プローブが複数設けられたプローブカードを囲繞するように垂下する筒状の伸縮自在な筒状部材と、を備え、
基板に対し前記プローブが押圧されて接触した状態で、前記載置部材、前記筒状部材及び前記プローブカードで囲まれる検査空間が減圧され、且つ、弾性を有するシール部を介して前記載置部材が前記筒状部材に吸着保持され、
当該方法は、
前記位置合わせ機構を予め定められた位置まで上昇させ、前記検査空間を形成している前記載置部材に近づける工程と、
その後、前記検査空間の減圧を停止し、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触が解除されないように、前記予め定められた位置の前記位置合わせ機構で前記載置部材を支持する工程と、
その後、前記載置部材を保持した前記位置合わせ機構を下降させ、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触を解除する工程と、
その後、前記シール部を介した前記筒状部材による前記載置部材の吸着保持を停止する工程と、を含む、接触解除方法。 - 前記位置合わせ機構は、前記検査装置内に設けられた複数の前記プローブカードに対し共通に用いられる、請求項1に記載の接触解除方法。
- 前記近づける工程は、前記載置部材に対する前記位置合わせ機構の位置を検出するセンサによる検出結果に基づいて、前記位置合わせ機構を前記予め定められた位置まで上昇させる、請求項1または2に記載の接触解除方法。
- 前記センサは、前記位置合わせ機構と前記載置部材との相対的な傾きの調整に用いられるものである、請求項3に記載の接触解除方法。
- 前記近づける工程は、前記プローブカードが設けられたフレームに対する前記載置部材の位置を検出するセンサによる検出結果に基づいて、前記位置合わせ機構を前記予め定められた位置まで上昇させる、請求項1または2に記載の接触解除方法。
- 前記位置合わせ機構は、前記載置部材を上昇させて基板に対し前記プローブを押圧して接触させる際、前記プローブと基板とが当接した後、さらに前記載置部材を上昇させ、
前記予め定められた位置は、前記位置合わせ機構から前記載置部材までの距離が、前記プローブと基板とが当接した後に前記載置部材を上昇させた量未満となる位置である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の接触解除方法。 - 基板を検査する検査装置であって、
基板が載置される板状の載置部材と、
前記載置部材を保持し移動させ、前記載置部材に載置された基板と検査用のプローブとの位置合わせを行うように構成された位置合わせ機構と、
前記プローブが複数設けられたプローブカードを囲繞するように垂下する筒状の伸縮自在な筒状部材と、
前記載置部材、前記筒状部材及び前記プローブカードで囲まれる検査空間を減圧する減圧機構と、
弾性を有するシール部を介して前記載置部材を前記筒状部材で吸着保持する吸着保持力を生じる吸着保持機構と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
基板に対し前記プローブが押圧されて接触した状態で前記検査空間が減圧され前記載置部材が前記シール部を介して前記筒状部材に吸着保持されているときに、前記位置合わせ機構を予め定められた位置まで上昇させ、前記検査空間を形成している前記載置部材に近づける工程と、
その後、前記検査空間の減圧を停止し、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触が解除されないように、前記予め定められた位置の前記位置合わせ機構で前記載置部材を支持する工程と、
その後、前記載置部材を保持した前記位置合わせ機構を下降させ、前記プローブの、基板に対する押圧された状態での接触を解除する工程と、
その後、前記シール部を介した前記筒状部材による前記載置部材の吸着保持を停止する工程と、が実行されるよう制御信号を出力する、検査装置。
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